面向对象分析与设计试题B卷及面向自动化装配的产品设计

面向对象分析与设计试题B卷一、单项选择题(在每小题的四个备选答案中，选出一个正确答案，并将正确答案的序号填在题干的括号内。每小题2分，共20分)

1.到20世纪末，面向对象软件工程已经逐渐发展成熟，特别是（D）的形成和广泛使用，采用面向对象分析与编程的软件开发方法已成为软件开发的主流方法。A.Simula67语言B.Smalltalk语言C.Java语言D.统一建模语言(UML)的标准2.面向对象的运动产生了多种面向对象的语言,其中（C）是一种混合性面向对象语言,既支持面向过程的程序设计方法，又支持面向对象的程序设计方法，有广泛应用的基础和丰富开发环境的支持，因而使面向对象的程序设计能得到很快普及。A.SmalltalkB.EiffelC.C++D.Java3．下列不属于面向对象技术的基本特征的是（B）。A.封装性B.模块性C.多态性D.继承性4.面向对象程序设计将描述事物的数据与(C)封装在一起,作为一个相互依存、不可分割的整体来处理。A.信息B.数据隐藏C.对数据的操作D.数据抽象5.关于面向对象方法的优点，下列不正确的叙述是（C）。A.与人类习惯的思维方法比较一致B.可重用性好C.以数据操作为中心D.可维护性好6.（D）是从用户使用系统的角度描述系统功能的图形表达方法。A.类图B.对象图C.序列图D.用例图7.(C)是表达系统类及其相互联系的图示,它是面向对象设计的核心，建立状态图、协作图和其他图的基础。A．对象图B.组件图C.类图D.配置图8.（D）描述了一组交互对象间的动态协作关系，它表示完成某项行为的对象和这些对象之间传递消息的时间顺序。A．对象图B.协作图C.状态图D.序列图9.（D）就是用于表示构成分布式系统的节点集和节点之间的联系的图示，它可以表示系统中软件和硬件的物理架构。A.组件图B.协作图C.状态图D.配置图10.使用UML进行关系数据库的（B）时，需要设计出表达持久数据的实体类及其联系，并把它们映射成为关系数据库表（Table)、视图(View)等。A.业务UseCase模型设计B.逻辑数据模型设计C.物理数据模型设计C.物理实现设计二、填空题(每空1分，共20分)

1.面向对象开发方法一改过去传统的以_____功能分析___为基础的_____面向对象_的结构化分析与设计方法，它模拟人们理解和处理客观世界的方式来分析问题，把系统视为一系列___对象____的集合，其_____面向对象的设计___又将分析的结果映射到某种面向对象实现工具的结构上，使映射过程有着比较直接的对应关系，使分析者、设计者和编程者都可使用相同的___概念___，从而使面向对象的软件开发能比较自然地模拟客观世界的活动，使问题描述空间与_____解空间_______在结构上尽可能一致。因此，采用面向对象方法可以更有效地开发大型软件系统。面向对象方法的_封装____、__继承___、__多态___等机制不仅支持软件复用，而且使软件维护工作可靠有效，可实现软件系统的柔性制造，更好地克服___软件危机___。因此，它已成为成熟的广为采用的软件开发方法。2.对象是客观实体的抽象表示，是由____描述对象属性的数据_______和_____对这些数据进行的操作行为__两部分组成。而_类_____是对具有相同属性和行为的一组对象的抽象描述。因此，它可作为一种用户自定义类型和创建对象的样板，而按照这种样板所创建的一个个具体对象就是类的___实例__。通过____继承____关系又可形成一种类层次结构。3.UML中用于描述系统的静态建模的视图称为静态视图，包括类图，对象图，用例图，组件图，配置图三、写出下列程序的输出结果。(满分10分)

#include<iostream.h>#include<string.h>classPerson{public:Person(char*s){name=newchar[strlen(s)+1];strcpy(name,s);}virtualvoidprint(){cout<<”Mynameis”<<name<<endl;}protected:char*name;};classStudent:publicPerson{public:Student(char*s,floatg):Person(s){avg=g;}voidprint(char*s){cout<<s<<”Mynameis“<<name<<”andmygradeis”<<avg<<endl;}private:floatavg;};classprofessor:publicPerson{public:Professor(char*s,intn):Person(s){publs=n;}voidprint(){cout<<”Mynameis”<<name<<”andIhave”<<publs<<”publication.”<<endl;}private:intpubls;};voidmain(void){Person*p;Personx(“Zhang”);Studenty(“Wang”,4,2);Professorz(“Liu”,5);p=&x;p->print();p=&y;p->print();p=&z;p->print();}【运行结果：MynameisZhangMynameisWangMynameisLiuandIhave5publications.】四.简答题（每小题5分，共20分）1.简述面向对象软件开发方法的优点。答：把软件系统看成是各种对象的集合，这更接近人类的思维方式。软件需求的变动往往是功能的变动，而功能的执行者——对象一般不会有大的变换。这使得按照对象设计出来的系统结构比较稳定。对象包括属性（数据）和行为（方法），对象把数据和方法的具体实现方式一起封装起来，这使得方法和与之相关的数据不再分离，提高了每个子系统的相对独立性，从而提高了软件的可维护性。支持封装，抽象，继承和多态，提高了软件的可重用性，可维护性和可扩展性。2.简述面向对象技术的三大机制。答：（1）封装性(encapsulation)

所谓封装就是把对象的属性和行为结合成一个独立的单位，使外界不能直接访问或修改这些数据和代码，外界只能通过对象提供的接口函数来改变或获取对象的属性数据，这就实现了消息隐蔽。（2）继承性

如果在一个已定义的类上，增加一些特殊属性或操作，可以形成一个新的类，这个类不仅继承了前一个类的全部特征，而且具有新的特性，因此可看作前一个类的特例，是对前一个类的继承。前一个类称为父类，新产生的类叫做子类。通过继承关系可形成一种类层次结构，叫做继承结构。（3）多态性

在类层次结构的不同类中，可用相同的函数名实现功能不同的函数。3.简述OOA模型的层次结构。答：OOA模型采用五层次结构，它们分别是：

（1）对象-类层

划分待开发系统及其环境信息的基本构造单位，标出反映问题域的对象和类，并用符号进行规范的描述，用信息提供者熟悉的术语为对象和类命名。）

（2）属性层

定义对象和某些结构中的数据单元，继承结构中所有类的公共属性可放于通用类中。标识对象类必需的属性并放在合适的继承层次上，属性的特殊限制和实例连接关系也应标识出来。

（3）服务层

表示对象的服务或行为，即是要定义类上的操作。（4）结构层

标识现实世界中对象之间的关系。当一个对象是另一个对象的一部分时，用"整体-部分"关系表示；当一个类属于另一个类时，用类之间继承关系表示。

（5）主题层

可将相关类或对象划分为一个主题。4.简述OOD模型的总体结构，并画图表示。答案：OOD体系结构的各个部分内容:(1)问题论域部分,在OOA模型的基础上,细化分析结果,设计一组构成底层应用模型的类和对象。（2）人机交互部分：设计用户界面模型,该用户界面模型中的类和对象提供实现人机交互操作的接口函数。用户界面设计包括菜单设计、窗口设计、输入/输出界面设计等等。（3）任务管理部分：建立一些类，用以负责处理操作系统级的并发问题、中断、调度以及其它与特定平台有关的问题。（4）数据管理部分：提供数据管理系统中存储和检索对象的基本结构，包括对永久性数据的访问和管理。数据管理设计包括：—数据存放设计：数据存放设计选择数据存放的方式（文件存放、关系数据库表格存放或面向对象的数据库存放）。—设计相应的操作。为每个需要存储的对象和类增加用于存储管理的属性和操作，在类和对象的定义中加以描述。}五.试用UML对教学管理系统及相关的数据库系统进行分析和设计。学生选课系统一般包括(1)选课管理功能；(2)成绩管理功能。试完成下列工作：（1）建立系统静态结构模型—画出系统用例图和类图；（10分）(2)建立系统动态结构模型—画出系统序列图和协作图；（10分）（3）建立关系数据库逻辑模型。（10分）答案：(1)系统用例图如下对象类图如下：（2）把需要持久存储的数据实体类及其联系，映射成为如下关系数据库表：学生（学生号、姓名、出生日期、性别、籍贯、地址、电话、入学时间、专业、班级备注）教师（教师号、姓名、出生日期、性别、籍贯、地址、电话、职称、专长、备注）课程（课程号、课程名、描述、学分、学时、性质、备注）开设课程（课程号、学期、授课日期、授课时间、地点、选修人数、备注）面向制造与装配的设计－课程设计面向装配自动化的产品设计机械42班陈鹏宇2140101028李则达2140101035刘靖2140101036孟德轩2140101038闻泉2140101044一、自动化装配的概念机械装配是按规定的精度和技术要求，将构成机器的零件结合成组件、部件和产品的过程。装配式机械制造中的后期工作，是决定产品质量的关键环节。装配自动化是指对某种产品用某种控制方法和手段，通过执行机构，使其按预先规定的程序自动地进行装配，而无需人直接干预的过程。二、产品设计应该注意的问题自动化装配包括：供料、传送、装配、检查四个步骤。所以从这四个方面出发来看产品的设计。从供料的角度自动供料包括零件的上料、定向、输送、识别等过程的自动化。为使零件有利于自动供料，产品的零件结构应符合以下各项要求。零件的几何形状要力求对称。改变前改变后在设计零件的时候，要在能保证功能的情况下尽量使零件对称。如图所示，如果能把零件两边的锥度设计成一致的，就成为一个对称零件，所以在定位时就不用考虑轴的前后题，简化了定向。（2）对于不能对称设计的零件，要尽量扩大它的不对称度。改变前改变后对于不对称的零件，在设计时要尽量扩大它的不对称性。如果不对称性太小而又无法消除，会增加机器对零件方向的识别难度。如上图，改变前的零件机器不容易识别出它的方向可能会出现装错、装反的现象，而改进后的零件不对称度大，容易通过传感器识别，避免了装配错误的产生。（3）增加约束面来约束零件的方向。改变前改变后在不影响功能的条件下，可以增加约束面来约束零件的方向。如图零件，在装配时必须考虑两个内孔在圆内的位置，改进前的零件不容易识别出内孔的正确位置，而改进后，增加了一个导向面，内孔与底面的位置就确定了，可以直接夹取。(4)要考虑自动装配线上各个零件之间的相互影响。改变前改变后由于在自动装配时，传送线上往往是有多个零件同时在传输，如果零件尺寸不合适，零件之间可能会相互影响。如图，在改变前，内孔的直径大于了轴的直径，传送过程中后面零件可能会插到另一个零件的孔里造成零件的干涉，影响夹取和识别。在改变了零件尺寸后，这种问题得以解决。（5）尽量使用标准件。可以专门的建立标准件零件库，编写相应的夹持程序，这样有利于缩短取料时间，也防止了夹错零件、夹错方向。从零件自动传送的角度零件除具有装配基准面外，还需考虑装夹基准面，供传送装置装夹和支承。常见的输送方式有水平传递，转盘传递，机械手夹持，垂直轨道式，倾斜传送带式等,传送装置包括重力输送式或强制输送式的料槽或料道，提升、转位和分配装置等。有时采用机械手完成传送装置的某些功能。在组合机床自动线中当工件有合适的输送基面时，采用直接输送方式，其传送装置有各种步进式输送装置、转位装置和翻转装置等。对于外形不规则、无合适的输送基面的工件，通常装在随行夹具上定位和输送，这种情况下要增设随行夹具的返回装置。此外零部件的结构应带有加工的面和孔，供传送中定位；零件应外形简单、规则、尺寸小、重量轻。从有利于自动装配的角度利于自动化装配的产品设计的优劣是以产品的可装配性评判的。产品的可装配性指标包括经济性指标和技术性指标两种。经济性指标又包括装配时间和装配成本两方面。减少装配时间可以提高生产率，增加产量，减少装配成本又可以减少产品生产总成本，提高每一件产品的利润。技术指标包括产品的结构化系数、标准化系数、工艺性因素（包括典型工艺利用系数等）和可装配条件的满足程度等。经过总结，有以下几点原则:零件的尺寸公差及表面几何特征应保证按完全互换的方法进行装配。零件数量尽可能少（如图6.6所示），同时应减少紧固件的数量。减少零件的数量和类型意味着减少材料、降低装配难度和简化生产管理，从而能提高生产率、降低成本，最好的方法就是取消重复零件或佘家多功能符合零件。尽量减少螺纹联接，采用适应自动装配条件的联接方式，如采用粘接、过盈、焊接等。对于自动装配机器，螺纹连接比较复杂，而相对来说，人工操作比较复杂的焊接等连接方式，使用自动化装备则相对简单。如图，用轴滚花代替光轴加紧固螺钉的组合，改为静配合。（4）零件上尽可能采用定位凸缘，以减少自动装配中的测量工作，如将压配合的光轴用阶梯轴代替等。减少测量可以减少装配机器的成本，而且可以减少装配时间。如图，可以在工件的装配位